三峡水库运行对荆江三口分流的影响评估

针对三峡水库的建立,国内外学者主要研究其局地气候的变化,而对于局地天气的影响研究则相对较少。利用中尺度数值模式wrf,通过改变下垫面水库库区的形状、面积,模拟水库区域3天的天气演变情况,检验水库对宜昌天气的影响。结果表明:水库建立后,宜昌地区气温在夜间明显升高,白天明显降低,其温度主要受临近城市区域湖泊面积大小的影响而非湖泊总面积大小。湖面风不再是简单白天向四周发散,晚上向湖面集中,而在湖面上空形成了一个小的环流系统。最后利用class模式验证平流作用对相对湿度、边界层高度的影响。结果表明:湖面周边区域相对湿度的变化取决于湿度平流作用;温度平流对边界层高度的变化起主导作用,影响效果也最明显;湿度平流对边界层高度的变化影响较小,二者共同作用的影响效果最强。

分析了位于仙女山断裂带的湖北省秭归县周坪站倾斜仪2002～2009年的观测数据,并与三峡库区水位资料进行了对比分析,结果发现,蓄水前后倾斜仪观测曲线的走向发生了趋势性变化,表明三峡蓄水对附近的断层活动有影响,蓄水期间的短期荷载变化引起的响应更为显著,但蓄水效应没有从根本上改变断层的活动性质;还发现3次大的蓄水期间,水位上升量与观测曲线的上升量成相同比例的对应关系,进一步说明,周围断层对三峡蓄水引起的荷载变化响应明显,不同的荷载变化引起断层活动变化的程度不同.

【摘要】本文在实践的基础上，对三峡水库移民后期扶持监测评估的原则依据、主要内容、 指标体系、工作步骤、监测评估方法等进行了总结和研究。 【关键词】三峡水库移民；后期扶持；监测评估 党中央、国务院高度重视水库移民工作。2006年5月，国务院颁布《关于完善大中型水 库移民后期扶持政策的意见》（国发〔2006〕17号），对大中型水库移民后期扶持政策进行了 调整、完善，要求“各级地方人民政府要建立水库移民后期扶持政策实施情况的监测评估制”。 开展监测评估工作是贯彻落实国发〔2006〕17号文件的一项基础性工作，也是全面了解和掌 握大中型水库移民后期扶持政策实施情况的重要手段。 2011年5月，国家发展改革委、财政部和水利部联合印发了《关于开展大中型水库移民 后期扶持政策实施情况监测评估工作的通知》（发改农经〔2011〕1033号），强调了开展监测 评估工作的重要性，明确

2012年以来,金沙江下游向家坝水电站、溪洛渡水电站相继蓄水运用,拦截了金沙江下游泥沙。为了解梯级水库泥沙淤积情况及其拦沙作用对下游三峡水库的影响,基于大量水沙、固定断面观测资料,采用输沙法和地形法,计算分析了向家坝水电站、溪洛渡水电站2库自运用以来的库区泥沙淤积量及分布特征,研究了梯级水库拦沙作用对三峡水库的影响。结果表明:向家坝、溪洛渡库区泥沙淤积量较小,金沙江下游梯级拦沙使得三峡入库沙量及库尾重点河段淤积强度均减小。研究成果对梯级水库运行、三峡水库运行及调度方式优化具有十分重要的意义。

荆江三口分流是洞庭湖入湖流量的重要组成部分,其变化规律影响江湖关系。三峡水库蓄水后荆江三口分流的变化与长江来流的减少以及干流径流过程的改变关系密切。利用实测资料,分析了荆江干流流量与三口分流的关系,对比了蓄水前后荆江干流中高流量的持续时间,计算了三峡水库不同运行期径流过程改变对三口分流量的影响,得到以下结论：三口分流量决定于干流中高流量的出现天数;三峡水库蓄水后长江来流减少,且三峡水库的调蓄作用减少了荆江干流中高流量的持续时间,故而三口分流量减少;三峡水库139m运行期,水库径流调整较小,对三口分流影响不大;三峡水库156m运行期典型年的年内过程中,水库蓄水对三口分流影响最大,其他时段影响较小,三口年分水总量减少7.7亿m^3;三峡水库175m运行期,汛期中小洪水拦蓄及蓄水期蓄水显著影响荆江中高流量持续时间,造成三口年分水总量减少83.1亿m^3。

三峡水库按175m方案运行以后,重庆河段的泥沙淤积将成累积性增加,两岸边滩加高加宽,河床演变剧烈,泥沙淤积将会对重庆河段的港口、航道和沿江市政基础设施和生态环境等造成一定负面影响。综合各方面考虑,进一步加大长江上游的水土保持力度,采取建库拦沙及蓄水攻沙,根据泥沙淤积情况规划调整河道岸线,实施港口改造和航道整治等综合措施,将成为减少重庆河段泥沙淤积的有效途径。

金沙江流域位于长江流域上游,属横断山脉地区。其作为我国最大的水电基地,位于＂中国十三大水电基地规划＂首位,是＂西电东送＂主力。根据我国经济建设的需要,我国陆续批准了金沙江上水电站梯级开发项目,建造一系列的水电站以满足能源及灌溉、通航等相关需求。而随着金沙江中下游各个电站依次建成投产后,金沙江下游水沙输移出现了一些新的变化。

综合应用国内外湖库营养控制标准的制订方法的基础上,提出了湖泊富营养化评价的综合营养指数校验法,并对三峡库区支流进行了富营养化评价.结果显示,调查期间,30条支流中,19条支流的平均营养状态指数为富营养化水平,11条支流的平均营养状态指数为中营养水平.4～9月各支流的平均综合营养状态指数值均达到富营养化水平,8月份出现最大值(55.43),显示春、夏季节库区支流发生富营养化的风险较高,应为控制库区富营养化发生的敏感时期.与目前国内传统的由"七五"期间调查的26个湖泊总结得出的"湖库富营养化评价方法及分级技术规定"的评价方法相比,综合营养指数校验法的评价结果比较符合三峡水库支流的实际水质状况,适用于三峡水库支流的富营养化评价.

三峡水库汛末蓄水改变了长江中下游的水文过程，对鄱阳湖水位存在潜在影响。采用多元线性回归模型建立鄱阳湖水位与汉口流量、5河（赣江、抚河、信江、饶河、修水）流量的函数关系，并假设该函数关系在三峡水库运行前后保持不变。通过三峡水库运行后引起的汉口流量改变值，得到鄱阳湖水位的变化量。拟定3种不同的蓄水方案，分析了鄱阳湖水位受三峡水库蓄水的影响大小及空间格局特征。结果表明：受蓄水影响，起蓄时间10月1日、9月15日和9月1日对应的星子站水位降低值分别为2．23、1．37和1．05m，都昌站分别为2．10、1．29和0．99m，康山站分别为1．38、0．9l和o．68m。水位影响随起蓄时间的提前而减弱，空间上呈北高南低的格局。从消除或减免三峡水库蓄水对鄱阳湖的影响角度，建议优化三峡水库汛末蓄水调度方式，并做好与鄱阳湖5河支流水库调度之间的协调。

为研究库水位升降对涉水边坡稳定性的影响,选取距三峡大坝坝址56km处的谭家河滑坡作为研究对象,探讨了不同库水位升降速率对于滑坡渗流场和稳定性的影响。通过分析gps监测结果,判定谭家河滑坡为典型浮托减重型滑坡。采用geostudio2007有限元分析软件,利用seep/w模块模拟库水位在145~175m之间波动的瞬态渗流场,将渗流场结果应用于slope/w模块对滑坡进行稳定性分析。通过数值计算,得到了不同库水位升降速率与边坡地下水位线和稳定性之间的规律,对研究浮托减重型滑坡有一定的参考价值。

三峡大坝建成后库区水位上升,常年水面面积也将大幅增加,库区下垫面将发生变化,从而导致局地气候特征的变化。为了解三峡大坝对库区降水量的影响,基于三峡库区37个雨量站点1958-01-01～2008-12-31逐日有效降水量资料,采用气象诊断旋转正交经验函数(reof)方法计算并分析了三峡库区和大坝南北部年均降水量、四季降水量的时空变化情况,并通过reof模态图时间系数分析了建坝前后降水量的波动情况。结果发现,三峡水库运行后库区降水量存在一定的波动,三峡大坝在运行前45年与运行后6年的时间内,年均、四季整个库区与北部降水量差值波动幅度并不明显。

每年汛期与蓄水期三峡水库近坝段水域会有大量漂浮物聚集；为探索三峡水库近坝段水域(坝前及以上约12.7km长的河段)水面漂浮物对水质的影响；2018年开展了漂浮物覆盖水体水质跟踪监测和漂浮物浸泡试验；并以20142018年的漂浮物产量和近坝段水域水质监测数据为基础进行了相关分析与回归分析.结果表明:漂浮物会提高坝前覆盖水体的氮类营养盐水平和有机污染物浓度；引起河湾漂浮物覆盖水域氨氮(nh3-n)浓度升高；致使氮类营养盐组成的变化和由于高锰酸盐指数/总有机碳比值(cod_(mn)/toc)的差异变化对水体产生有机污染.除nh_3-n外；坝前水域受漂浮物影响程度大于河湾区域；漂浮物对河湾水质的影响在蓄水期更为明显；漂浮物覆盖水体垂直方向上2m内水质因子无明显分层现象；相比综合类漂浮物；植物类漂浮物对水质的影响更迅速和明显；漂浮物仅在其覆盖的水体小范围内对氮类营养盐指标造成影响；漂浮物产量的增加会增大近坝段水域水体悬浮物、有机污染物和还原性无机物质(cod_(mn))浓度；形成一定的影响规律.因此；合理布置清漂作业点；高效及时地开展漂浮物清理工作；短期内优先打捞植物类漂浮物；合理实施水库调度以减少漂浮物聚集量与缩短滞留时长；加强漂浮物影响水体的水质监测对近坝区河段水环境保护意义重大.

以三峡水库向家淌滑坡为例,运用geo-studio系列软件,通过有限元法计算分析该滑坡在日降幅增加条件下的变形情况。通过分析位移-时间场,得出该滑坡工程治理措施在日降幅增加条件下的有效性即位移集中区。结合稳定性-时间曲线分析得出该滑坡所承受日降幅阈值为1.6m/d。通过对库区水位日降幅增加条件下的稳定性及变形分析,可为三峡库区的科学调度及安全预案编制提供依据。

通过实地调查与测定,获取相关数据,运用货币方法分别估算三峡水库蓄水前(1996年)后(2010年)洞庭湖湿地生态系统服务价值.结果表明:三峡水库蓄水后,湿地生态系统服务总价值由1996年的156.69×108元增加到2010年的177.11×108元;1996年湿地主要服务价值量排位为:调蓄洪水>蓄水供水>大气调节>科研教育,2010年湿地主要服务价值量排位变为旅游休闲>交通航运>大气调节>蓄水供水;在洞庭湖湿地生态系统服务总价值量中,与水体关联的直接价值量由1996年的110.85×108元减少到2010年的27.47×108元,减少了75.2%;尽管物质产品生产与供给方面的直接价值比重有所增加,但生态环境调节与维护、文化社会方面的间接价值却保持在总价值量的80%左右;除气候因素外,三峡水库蓄水、长江入湖水沙减少也是导致洞庭湖湿地生态系统服务价值变化的症结所在.

汛限水位优化调度在进一步充分发挥三峡水库的综合效益的同时必然影响水库淤积发展过程,进而影响航运状况。文中运用一维及二维非恒定流非均匀沙数学模型,计算分析了汛限水位优化调度对三峡水库泥沙淤积及航运的影响,结果表明,采用汛限水位优化调度方案后,三峡水库的淤积发展过程将加快,但是,在三峡水库运行的前100年内,这种淤积差别并不大。优化调度对各个河段淤积的影响程度不同,从绝对量来说,水库下段受优化调度影响最大,一度出现的淤积量差别是最大的;从相对量来说,水库变动回水区下段及常年回水区上段受优化调度的影响要明显大于下段。从变动回水区航运情况看,优化调度对铜锣峡以下河段航运的影响不大,对铜锣峡以上河段,由于受上游水库修建及来水来沙减少造成的冲刷的影响,优化调度的影响也并不明显。

通过对比三峡水库蓄水前后长江宜昌河段的泥沙特性和河床侵蚀下切速度的变化特征,说明了三峡水库的清水下泄特征和三峡水库蓄水后清水下泄,且它是近年来宜昌段岸坡崩岸的重要影响因素。分析表明,三峡水库蓄水后的数年内,由于清水下泄,河段发生明显冲刷,宜昌河段内的崩岸频率大大提高,且出现了多处新的崩岸险情,特别是宜昌市点军区艾家河段、猇亭区古老背河段、枝江市白洋河段和宜都市洋溪河段岸坡崩岸比较严重。

针对三峡水库入库水沙条件及实际运行方式的变化,计算分析了三峡水库蓄水方案变化对水库泥沙运动及变动回水区航运条件造成的影响.采用一维水沙数学模型,计算了不同蓄水方案对水库泥沙淤积情况的影响及各方案间的差别,进而对方案调整后变动回水区重点浅滩的水深变化进行了研究.结果表明,在新的水沙条件及考虑上游建库的影响下,蓄水方案调整带来的影响主要集中在6~11a,并随水库运行时间的延长而缩小,不会对变动回水区浅滩河段通航条件产生不利影响.

采用长江上游梯级水库联合调度泥沙数学模型,开展了溪洛渡、向家坝建库对三峡水库淤积影响计算研究。研究结果表明:上游溪洛渡、向家坝建库拦沙可大幅度减少三峡水库入库沙量,使得三峡库区淤积强度明显减弱,考虑溪洛渡、向家坝建库拦沙影响后,100年末三峡水库入库沙量可减少40.6%,库区淤积体积可减少30.0%,上游溪洛渡和向家坝水库蓄水拦沙可明显提高三峡水库的调节库容和防洪库容保留率。

构建了涪陵区可持续发展指标体系,采用层次分析法从可持续发展水平、协调性、持续度等3个方面分析了移民工程对涪陵区可持续发展的影响,找出移民工程对可持续发展影响的关键因素,以实现涪陵区的可持续发展。评价结论为三峡水库移民工程促进了涪陵区可持续发展综合水平的增长,但对可持续发展综合水平的促进作用持续性不强,移民工程对可持续发展影响的关键因素是人口可持续发展。

水库移民的贫困问题曾一度引起社会各界的关注和重视,教育是治理贫困的重要手段,教育对水库移民的减贫效应关系到政府教育减贫政策的实施。我国三峡水库农村移民存在家庭人力资本较弱,对土地的依赖性较强,非农收入占比较低等问题,笔者通过ols和分位数回归对比研究发现:从整体上看,家庭平均受教育水平每增加1年,库区移民家庭人均收入能够显著提高14.1%；分层次来看,教育的减贫效应对于收入最底层和收入最高层农户较小,对于中间收入阶层较大。同时发现外出务工能够提升最底层农户的收入水平,而对收入中高层农户的收入影响相对较低。因而,政府治理水库移民的贫困问题不仅要注重扶持政策的完善,还要重点关注其教育发展,做好社会医疗保障工作,鼓励和引导贫困农户有条件的参与务工工作。

一、三峡库区消落带概况\r\n水库消落带，即水库的水位涨落带，是指由于季节性水位涨落而使水库淹没土地露出水面的一段特殊区域。

三峡水利枢纽规模宏大,举世瞩目,具有巨大的防洪、供水、发电、航运等综合效益,是开发治理长江的骨干工程.三峡工程建在坚实的花岗岩基础上,三峡水库已初步形成.根据最大历史地震震级并适当加权,确定库区最大可信地震为6级左右.在仙女山和九湾溪断裂一带,(距坝址为18km)存在诱发地震的可能,震级ml在5.0~5.8级.对坝址的影响烈度为vi度,不会对按烈度vii度设防的枢纽主要建筑物构成直接威胁.三峡水库蓄水运行后,地震频次与强度虽有所增加,但地震活动仍保持在三峡地区原有弱地震活动本底状态[1,2].三峡工程在1993年开工,2009年全部建成.三峡水库在2003年6月开始蓄水,并从2010年10月26日起,连续6年试验性蓄水到175m.三峡水库总长660km,平均宽度1.0~1.5km,总水域面积1084km2.随着库水位升高,库容及水域面积加大,发生水库诱发地震的可能性也将加大.必须加强对三峡水库诱发地震的监测与预报,预防地震及地质灾害,确保工程建设及运行安全,构建和谐社会,促进库区长治久安.